新型硒化物熱電材料的制備及研究.pdf

1、本論文主要以SnSe、Bi2Se3和Bi2Te2.7Se0.3這三種硒化合物為研究對象，以優(yōu)化和提高其熱電性能為目標。通過對材料進行摻雜、納米化或引入納米第二相形成復合材料來提高材料的熱電優(yōu)值，主要研究結果包含以下幾個方面:
　　對于SnSe研究了熱壓溫度及Zn在Sn位的摻雜對多晶SnSe的熱電性能的影響。改變熱壓溫度優(yōu)化了載流子濃度，使多晶SnSe在熱壓溫度為400℃和450℃最大ZT值達到0.73;多晶SnSe通過鋅(Zn)摻

2、雜，由于高溫處電導和熱電勢同時提高，致使材料在873K的ZT值高達0.96，比純SnSe(ZT=0.68)提高了約40％;將納米炭黑和PbTe分別引入多晶SnSe中，適量炭黑的引入提高材料的高溫電導率，而PbTe的引入不僅提高電導率同時降低熱導，納米復合材料的ZT分別達到1.21和1.26。
　　對于Bi2Se3多晶材料，通過研究發(fā)現(xiàn)重復測量可以提高其熱電性能。對于垂直和平行熱壓方向的樣品分別在重復測量之后，最大熱電優(yōu)值ZT從0.

3、4和0.25分別增加到0.62和0.35。ZT值的提升主要是由于隨著測試次數(shù)增加載流子的遷移率顯著增加。此外，在第三次測量中觀察到垂直于熱壓方向電阻率和Seebeck系數(shù)表現(xiàn)出了拓撲金屬傳導行為，證明了各向異性的多晶Bi2Se3的拓撲金屬性導電。
　　對于Bi2Te2.7Se0.3，研磨導致納米化可使Bi2Ze2.7Se0.3的熱導率有效降低，從而ZT值在373K時達到1;在Bi2Te2.7Se0.3中復合了InSb納米顆粒，發(fā)現(xiàn)